KNX home automation
Schooljaar 2020 - 2021, 2ITF Thomas More ITFactory
1
,INLEIDING................................................................................................................................................................................ 4
KLASSIEKE INSTALLATIE VS EEN DOMOTICA-INSTALLATIE................................................................................................................................4
Klassieke installatie:.....................................................................................................................................................................4
Werking:.................................................................................................................................................................................................... 4
Domotica-installatie:....................................................................................................................................................................4
Werking..................................................................................................................................................................................................... 4
SENSOREN EN ACTOREN..........................................................................................................................................................................4
INDELING VAN ACTIES.............................................................................................................................................................................5
Comfortfuncties............................................................................................................................................................................5
Veiligheidsfuncties........................................................................................................................................................................5
Rationeel energiegebruik.............................................................................................................................................................5
VERSCHILLENDE VAN DOMOTICA SYSTEMEN................................................................................................................................................5
Draadloze systemen:....................................................................................................................................................................5
STANDAARDISATIE EN NORMALISATIE........................................................................................................................................................5
TOEPASSINGSGEBIEDEN...........................................................................................................................................................................6
KNX TYPES VAN CONFIGURATIE................................................................................................................................................................6
KNX Easy Mode : Easy installation techniques (E-Mode):............................................................................................................6
KNX System Mode: System installation techniques (S-Mode):.....................................................................................................6
COMMUNICATIE MEDIUMS......................................................................................................................................................................6
Powerline......................................................................................................................................................................................6
Radio frequentie...........................................................................................................................................................................6
IP...................................................................................................................................................................................................6
EERSTE PROJECT: VOLGORDE VAN OPSTELLING............................................................................................................................................6
Een Fysiek adres............................................................................................................................................................................7
Een Groepsadres :.........................................................................................................................................................................7
3-voudige structuur:.................................................................................................................................................................................. 7
2-voudige structuur................................................................................................................................................................................... 7
Vrije structuur............................................................................................................................................................................................ 7
AANMAKEN VAN PROJECT.......................................................................................................................................................................7
BUS KOPPELAARS.................................................................................................................................................................... 8
WAT IS EEN BUSDEELNEMER?..................................................................................................................................................................8
WELKE SOORTEN BUS DEELNEMERS...........................................................................................................................................................8
2 verschillende onderscheidingen.................................................................................................................................................8
Bus koppelaar en applicatiemodule zijn gescheiden....................................................................................................................8
DE BUSKOPPELAAR.................................................................................................................................................................................8
DE PEI STANDAARD INTERFACE................................................................................................................................................................9
EEN SYSTEEM PROFIEL............................................................................................................................................................................9
Toegangscontrole.........................................................................................................................................................................9
Interface objecten.........................................................................................................................................................................9
Serienummer................................................................................................................................................................................9
Geheugenruimte...........................................................................................................................................................................9
COMMUNICATIE.................................................................................................................................................................... 10
WERKING VAN DE DIMMERS :................................................................................................................................................................10
DIMMEN MET CYCLISCH ZENDEN............................................................................................................................................................10
4 SOORTEN COMMUNICATIE OBJECTEN....................................................................................................................................................10
object 0 : EIN/AUS - Schalten, Status :........................................................................................................................................10
object 1 :Dimmen - heller/ dunkler :...........................................................................................................................................10
TOPOLOGIE............................................................................................................................................................................ 11
VOLLEDIGE TOPOLOGIE.........................................................................................................................................................................11
Een KNX installatie bestaat uit lijnen ( lijnsegmenten) – hoofdlijnen – backbone lijnen...........................................................11
KOPPELAARS.......................................................................................................................................................................................12
Functie ?.....................................................................................................................................................................................12
Modes van een koppelaar..........................................................................................................................................................12
2
, Blokschema.................................................................................................................................................................................12
De koppelaar is ontworpen voor DIN-rail montage, de primaire lijn, evenals de secundaire lijn zijn verbonden via
gestandaardiseerde bus connectoren........................................................................................................................................12
De huidige koppelaars kunnen zowel via de primaire lijn, als de secundaire lijn geprogrammeerd worden............................12
De nieuwe koppelaars worden gevoed via de primaire lijn en bevatten slechts één controller. Dit heeft als voordeel dat de
koppelaars kunnen melden dat de secundaire lijn uitvalt..........................................................................................................12
De huidige koppelaars zijn uitgerust met Flash ROM geheugen. In tegenstelling tot de oude soorten koppeling, hebben zij
geen back-up batterij nodig voor het leveren van het geheugen met de filter tabel................................................................12
ROUTETELLER......................................................................................................................................................................................13
BUS BELASTING...................................................................................................................................................................................13
COMMUNICATIE VIA LAN IP KOPPELAARS................................................................................................................................................13
INSTALLATIE/TECHNOLOGIE...................................................................................................................................................................14
Safety Low Voltage Networks....................................................................................................................................................14
Bekabeling..................................................................................................................................................................................14
Plaatsing van kabels:..................................................................................................................................................................14
Power supply unit – 640 mA.......................................................................................................................................................14
Decentrale Power Supply Unit (DPSU)........................................................................................................................................15
HET TELEGRAM...................................................................................................................................................................... 16
HET TELEGRAM, ALGEMEEN...................................................................................................................................................................16
Opbouw......................................................................................................................................................................................16
Karakters....................................................................................................................................................................................16
Tijdsgebruik................................................................................................................................................................................16
Bit transmissie............................................................................................................................................................................16
Collisie.........................................................................................................................................................................................17
Het controleveld.........................................................................................................................................................................17
Het bronadres.............................................................................................................................................................................17
Gebruikersdata...........................................................................................................................................................................18
TELEGRAM-OSI-REFERENTIEMODEL....................................................................................................................................... 19
APPLICATIE LAAG.................................................................................................................................................................................19
De applicatie laag verzorgt functies die direct gebruikt kunnen worden door de applicatieprogramma’s..............................19
Een voorbeeld van een datablock...............................................................................................................................................19
PRESENTATIE LAAG...............................................................................................................................................................................19
Er is dus geen laag 6 aanwezig in het KNX – netwerk................................................................................................................19
SESSIELAAG.........................................................................................................................................................................................19
TRANSPORT LAAG................................................................................................................................................................................20
connection-oriënted communicatie heeft 3 fases......................................................................................................................20
NETWERK LAAG...................................................................................................................................................................................20
DATALINKLAAG....................................................................................................................................................................................20
FYSISCHE LAAG....................................................................................................................................................................................20
Bekabeling..................................................................................................................................................................................20
Lijnversterkers (LV).....................................................................................................................................................................20
DIAGNOSE............................................................................................................................................................................. 22
Zie uitleg PowerPoint voor praktische uitleg in ETS5.................................................................................................................22
3
,Inleiding
Klassieke installatie vs een domotica-installatie
Klassieke installatie:
Werking:
De schakelaar is een onderdeel van de stroomkring (230 V)
De stroomvoorziening gaat via de schakelaar naar het verlichtingspunt.
De schakelaar heeft 1 vaste functie
Kenmerken:
Duur
Onoverzichtelijk
Complex
Domotica-installatie:
Werking
De schakelaar is verbonden met een elektronische module die het systeem beheert
Die module stuurt een signaal naar een contractor die opent of sluit de lamp gaat branden of dooft
De functie van de schakelaar is programmeerbaar
Er zijn dus 2 gescheiden kringen: een stuurlijn en een voedingslijn
Kenmerken:
Gemakkelijker
Overzichtelijker
Flexibel
Voordelen:
De stuurlijn is een veilige laagspanning
Gemakkelijk schakelaars toevoegen
De schakelaar is programmeerbaar
Een schakelaar kan meerdere kringen sturen
Men kan ook voorwaarde koppelen aan de sturing
Sensoren en actoren
Sensoren zijn de elementen die de signalen ingeven.
Voorbeelden: schakelaars, temperatuurmeters, infraroodcellen, winddetectoren, …
Actoren zijn de elementen die door het beheer geactiveerd worden.’
Voorbeelden: contactoren, motoren, rolluiken, sirenes, verwarmingstoestellen
Sensoren sturen en actoren voeren uit.
4
,Indeling van acties
Comfortfuncties
Bediening via gsm, computer, ..
Verwarming instellen op juiste temperatuur
Muziek luisteren op eender welke plaats (multiroom)
Veiligheidsfuncties
Licht aan als je binnenkomt
Voldoende rooksensoren
Camera bewaking
Uitschakelen van toestellen bij vergetelheid
Rationeel energiegebruik
Enkel energie gebruiken
Waar het nodig is
Wanneer het nodig is
En in de juiste dosering
Voorbeeld :
Verwarmingssturing
Schakelaar alles uit.
Lichtsterkteregeling d.m.v. sensoren.(in scholen, magazijnen…)
verschillende van domotica systemen
Vandaag zijn op de Belgische markt verschillende domoticasystemen te koop.
Een kleine greep uit het grote aanbod:
Qbus
Teletask
Pluscontrol
Nikohome
PEHA
Konnex ( EIB)
Draadloze systemen:
Z-Wave MHz 30 -200 meter 232 apparaten
Zege 868 MHz en 2400MHZ 10 -100 meter Tot 240 apparaten
EnOcean 868 MHz en 315 MHz 30 -300 meter
Moeller RF Bus 868 MHZ 30 - 50 meter Max 200 componenten
Standaardisatie en normalisatie
Bepaalde fabrikanten hebben gestreefd naar één vaste, open standaard. ( 1990)
Hiervoor hebben deze bedrijven zich verenigd in 1990 in een vereniging EIBA genaamd, en is gevestigd te Brussel
EIBA : European Installation Bus Association
Deze bedrijven hebben één gezamenlijke bus ontwikkeld; de zogenaamde EIB of Europese Installation Bus
ontwikkeld.
Deze EIB -bus heeft een open architectuur.
In 2006 is EIB is samen gegaan met batibus en EHS en zijn samen gefusioneerd tot KONNEX ‘KNX’
KNX een internationale standaard.
1990 is EIB gestart onder de naam EIB Association
199 samengaan met 2 andere associaties (batibus en EHS)
2006 : Omgevormd tot de Konnex associatie KNX -bus
5
,Toepassingsgebieden
KNX is energiebeheer: bewaking pieklast, stroomdetectie, bewaking netwerk, uitschakelen gebruikers bij pieklast ,
meetring, registratie energieverloop, gegevensregistratie, visualisatie
KNX is sturen verlichting: schakelen & dimmen, automatische verlichting, lichtintensiteit regelingen, tijd gestuurde,
regelingen, lichtscenario's, DALI Gateway
KNX is sturen zonwering / rolluiken: gegroepeerde & centrale besturing, vooraf ingestelde positie, opvolging zon,
automatische programma's, klimaatcontrole, wind- en regenbescherming, beveiliging, SMI-gateway
KNX is verwarming, ventilatie & air conditioning: individuele kamerregelingencentrale & automatische besturing,
tijd gestuurde regelingen, veiligheidsprogramma's , besturen kleppen, vloerverwarming, ventilatoren, elektrische
verwarming
KNX is beveiliging en veiligheid: inbraak, rookdetectie, technische problementoegang, preventietechnologieën,
aanwezigheidssimulatie, storingen, supervisie
KNX is bediening en visualisatie: schakelaars / drukknoppen, Touch panels & display panels, IR-afstandsbediening,
PC-visualisatie, web servers, WAP, PDA, smart Phone en tablets
KNX is automatisering en bediening op afstand, logische functies, tijd gestuurde functies, supervisie systeem,
internettoegang, afstandsbediening, programmering op afstand, berichtgeving
KNX types van configuratie
KNX Easy Mode : Easy installation techniques (E-Mode):
De configuratie wordt gedaan zonder de hulp van een PC maar met een centraal controlemechanisme, code wielen,
drukknoppen...
KNX System Mode: System installation techniques (S-Mode):
De planning van de installatie en de configuratie wordt gedaan via een PC met de geïnstalleerde ETS Software, waar
de gegevens van de fabrikanten in de ETS database aanwezig zijn.
Communicatie mediums
Twisted Pair Aparte bekabeling Nieuwe installaties
Hoogste betrouwbaarheid
Powerline Bestaand netwerk Als er geen kabels kunnen worden toegevoegd
Wanneer er een 230 V aanluiting beschikbaar is
Radio frequentie Radio lijn Wanneer er geen kabels beschikbaar zijn
IP Ethernet/WiFi Grote installaties waar een snel netwerk opgesteld moet
worden
Communicatie met mobiele apparaten
Eerste project: volgorde van opstelling
1. Gestandaardiseerd transmission media
2. Gestandaardiseerde bus koppelaars met een KNX besturingssysteem
3. Applicatie modules
4. Fabrikant dient product data ter beschikking stellen
5. Een gestandaardiseerde configuratie tool ETS
6. Realisatie /Installatie met verschillende functies
6
,Groepsadres (G/A) versus Fysiek adres (F.A)
Een Fysiek adres
Dit is een Uniek adres van de gebruikte component en is zodanig opgebouwd dat je hiermee de locatie in de
topologie kent.
Bv 1.1.63
Voor dit fysiek adres zijn er 16 bits voorzien in het telegram.
Een Groepsadres :
Dit gebruikt men om te kunnen communiceren tussen de verschillende busdeelnemers.
Bv 1/1/1 of 1/1 of 125
Het groepsadres kan bestaan uit 2- of 3 niveaus of vrij niveau
3-voudige structuur:
Hoofd mogelijke waardes: 0…31 Midden mogelijke waardes 0..7 Sub met mogelijke waardes 0..255
2-voudige structuur
Hoofd met mogelijke waardes 0..31 Sub met mogelijke waardes 0…2047
Vrije structuur
Vrije structuur met waardes 1… 65535
Aanmaken van project
4 belangrijke te volgen stappen:
1. Logisch diagram
2. Functioneel diagram
a. Hier gaan we de functies weergeven die tussen de toestellen gerealiseerd dienen te worden en het
effect dat ze op elkaar hebben. Hiervoor moeten we groepsadressen toekennen aan de gebruikte
componenten. Hierdoor wordt ook zichtbaar welke functies, (objecten) we van de componenten
nodig hebben.
3. Eventueel parameter diagram
4. Programmeren in ETS
7
,Bus koppelaars
Wat is een busdeelnemer?
Gestandaardiseerde bus koppelaars met een KNX besturingssysteem met 3 bestandsdelen:
Bus koppelaar (BK)
Applicatiemodule (AM)
Applicatieprogramma (AP)
Welke soorten bus deelnemers
2 verschillende onderscheidingen
Indeling naar vorm
o Bus koppelaar en applicatiemodule zijn gescheiden.
o Bus koppelaar en applicatie module zijn één geheel.
o Bus koppelaar, applicatiemodule en interface zijn één geheel.
Indeling naar toepassing
o Sensoren
o Actoren
o Controllers
Bus koppelaar en applicatiemodule zijn gescheiden.
Op één bus koppelaar kan je verschillende applicatie modules plaatsen.
! Applicatiemodule en bus koppelaar dienen van dezelfde fabrikant te zijn.
De buskoppelaar
Er zijn twee types van KNX-buskoppelaars (BC):
1. Een BCU met programmeerbaar geheugen :
Een microcontroller en een transceiver ( zender-ontvanger) die geschikt is voor het aangesloten medium
( TP,IP,PL,draadloos ) en met PEI verbinding naar de AM.
2. Een BCU zonder programmeerbaar geheugen (alleen een medium specifieke transceiver met een digitale
interface naar de applicatie van de microcontroller)
De verschillende soorten geheugens van de microcontrolle zijn volgende gegevens aanwezig :
De systeemsoftware. De systeem software wordt opgeslagen in het ( ROM ) geheugen.
De tijdelijke waarden van het systeem en de toepassing in het RAM geheugen : Deze gaan verloren
wanneer de busspanning wegvalt, power down, tenzij ze eerder in een niet-vluchtig geheugen van het
apparaat worden opgeslagen.
Het applicatieprogramma, de fysieke - en de groeps adressen: deze worden meestal opgeslagen in het
geheugen dat kan worden overschreven, EEPROM
ETS wordt geïnformeerd over bovenstaande systeem profielen via de volgende masker versies:
y01xh: Systeem 11
y02xh: Systeem 22
y70xh: System 73
y7Bxh: System B
y300h: LTE
091xh: TP Line / backbone koppeling - Repeater
190xh: Media koppeling TP-PL110
2010h: RF bi-directionele apparaten
2110h: RF Unidirectionele (eenrichtingsverkeer ) apparaten
8
,De PEI standaard interface
De PEI tussen de applicatiemodule en de buskoppelaar is een plugin unit.
Men heeft 21 soorten PEI types
Zo is het perfect mogelijk een goede en snelle connectie te maken tussen de buskoppelaar en de
applicatiemodule De PEI bevat standaard 10 of 12 aansluitpinnen.
De selectie van het PEI type wordt bepaald door de weerstandswaarde op pin 6.’
De belangrijkste PEI types:
Type Spanning V Functie
0 0,00 Geen applicatiemodule aangesloten
2 0,50 4 Binair Ingangen, 1 binaire uitgang
4 1,00 2 Binair Ingangen, 2+1 binaire uitgang
6 1,50 3 Binair Ingangen, 1+1 binaire uitgang
12 3,00 Serieel synchroon
14 3,50 Serieel synchroon vaste lengte
16 4,00 Serieel asynchroon
19 4,75 4 + 1 Binaire uitgangen
20 5,00 Download
voor de parallelle communicatie zijn er de PEI-types 2, 4, 5, 8 en 17.
Voor de seriële communicatie zijn er de PEI-types 10, 12, 14 en 16
Een systeem profiel
Een systeem profiel is te vergelijken met het besturingssysteem van de PC.
Systeem 1 Systeem 2/7 Systeem B
Mask versie 0012h 0025h,0705h 07B0h
Maximale groepsobjecten 12 254 65536
Support voor interface objecten
Support voor serie nummer Nee Ja
Nummer voor toegangs controle
Toegangscontrole
Hier kan gebruik gemaakt worden van een 4 byte sleutel om toegnag te krijgen tot het systeem, dit enkel voor
programmatie, normale communicatie via groepsadressen is altijd mogeljik
Interface objecten
Interface Objects bevatten bepaalde systeem en applicatie-eigenschappen (bv adres tafel, parameters, ...), die
kunnen worden gelezen en / of geschreven door een tool (bijv ETS tijdens het downloaden) zonder expliciete kennis
van het geheugen van het toestel.
Serienummer
Systeem 2, 7 en System B-apparaten : Elke uitgeleverde BCU heeft een verschillend serienummer. Hierdoor is het
mogelijk fysieke adressen te programmeren of uit te lezen zonder op de programmeerknop te drukken. ETS
ondersteund deze eigenschap nog niet !
Geheugenruimte
Wanneer we kijken naar het aantal van de groep objecten en groepsadressen men kan zien dat de grootte van het
geheugen toeneemt met de genoemde masker versie: het geheugen van het systeem 2 is groter dan 1, en 7 is
groter dan 2, in het bijzonder voor profiel "B".
9
, Communicatie
Werking van de dimmers :
Om de dimmers aan te sturen hebben we enerzijds :
een sensor nodig, die het telegram verstuurd over
de bus.
Een dimaktor , die het telegram ontvangt, en de
lamp aanstuurt
Afhankelijk van wat we willen sturen hebben we
andere com. object met overeenkomstige DPT
1Bit DPT voor aan/uit
4 Bit DPT om te dimmen
1 Byte om een waarde te sturen
Dimmen met cyclisch zenden
Met deze functie krijgt de dimactor continu dimcommando’s, relatief t.o.v. zijn actueel
ingestelde waarde, toegestuurd.
Het communicatieobject heeft een lengte van 4 bit.
Bit 3 bepaalt of er vertrekkende vanuit de
actuele helderheidswaarde opwaarts ( helder
dimmen) of neerwaarts (donker dimmen) zal
worden gedimd.
Bit 0 - 1- 2 bepalen hoever er zal worden
gedimd. Het helderheidstraject ( 0-100%) wordt
hierbij in dimtrappen opgedeeld.
4 Soorten communicatie objecten
object 0 : EIN/AUS - Schalten, Status :
Deze functie schakelen dient om de dimactor in - of uit te schakelen, of om een statusmelding te versturen.
Communicatieobject :DPT : 1 bit. type.
object 1 :Dimmen - heller/ dunkler :
Dit object gebruiken we om via één druktoets de lamp langzaam te laten aan- of uit dimmen. Hierdoor kunnen
we dimmen met een start/stoptelegram ofwel met een cyclisch zendend telegram.
Communicatieobject : DPT : 4 bit type.
object 2 :Wert - Setzen x % : Deze functie “absoluut dimmen” wordt gebruikt om onmiddellijk een
helderheidswaarde tussen 0 (uit ) en 255 (maximum) in te stellen. Een dimactor kan met deze functie ook
ingeschakeld ( een waarde tussen 1 en 255) of uitgeschakeld ( waarde = 0 ) worden.
0: uit, 1: minimum, 255 maximum
Communicatieobject : DPT : 1 byte type.
object 3 :Wert - Status : Met deze functie kan via de bus de status van de dimmer gelezen worden om b.v . te
gebruiken in een visualisatie pakket.
10
